JP2004028830A

JP2004028830A - 複数の電極を有するカンチレバーおよびその製造方法

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Publication number: JP2004028830A
Application number: JP2002186495A
Authority: JP
Inventors: Akira Yamada; 山田　明; Susumu Fukatsu; 深津　晋; Yutaka Majima; 真島　豊; Ichiji Miki; 三木　一司
Original assignee: Japan Science and Technology Corp
Current assignee: Japan Science and Technology Agency
Priority date: 2002-06-26
Filing date: 2002-06-26
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2022-06-26
Also published as: JP3756470B2

Abstract

【課題】製造が容易であるとともに、多機能で微細な構造を有する複数の電極を有するカンチレバーおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】カンチレバーの先端部に微小間隔を有する複数の対向する電極を形成した複数の電極を有するカンチレバーの製造方法において、探針を形成するためのカンチレバー１を用意し、カンチレバー１上に酸またはアルカリに対して容易に溶ける第１の層２を形成し、第１の層２上にホトレジスト３を形成してホトリソエッチングによりストライプ３Ａを形成し、ストライプ３Ａを形成した上に電子線励起堆積法によりアモルファス・カーボン４を堆積させ、ブリッジを形成し、このアモルファス・カーボン４をマスクとして前記第１の層２の一部を除去し、エアーギャップ６を有する対向電極５が形成されるカンチレバー１を作製する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）や走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）等へ用いる複数の電極を有するカンチレバーおよびその製造方法に係り、特に、カンチレバー先端にナノメートルオーダーのギャップを有する複数電極が設けられたカンチレバーの構造及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いることにより、試料表面のナノメートルオーダーの観測が可能となった。この原子間力顕微鏡の観測部分は、カンチレバーと呼ばれ、片持ち梁で構成されている。
【０００３】
従来、このような分野の技術としては、例えば、以下に開示されるようなものがあった。
【０００４】
（１）小型で高精度のマルチプローブを有する走査型プローブ顕微鏡としては例えば、特開平６−１９５７７７号公報などがある。
【０００５】
（２）トンネル電流乃至は原子間力等を検知するプローブの構造としては、例えば、特開平８−３１３５４３号公報、特開平９−１５９６７７号公報などがある。
【０００６】
かかる従来のプローブにおいては、１本のプローブが単一の電極を有していたり、その構造は、プローブ本体に別体のチップを接合させるようにして構成されていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のカンチレバーは試料表面の観測のみに用いられ、観測と同時にナノメートル領域の電気的特性を試料表面と対向又は接する複数の電極を有するカンチレバーを用いて測定することは不可能であった。
【０００８】
また、上記したように、従来のプローブにおいては、１本のプローブは単一の電極を有しているので、プローブ数が増加するとその構造が複雑になり、製造コストが高くなる。
【０００９】
また、プローブの製造工程も増加するので、更なるコストの上昇を招くといった問題があった。
【００１０】
本発明は、上記状況に鑑みて、製造が容易であるとともに、多機能で微細な構造を有する複数の電極を有するカンチレバーおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕複数の電極を有するカンチレバーにおいて、カンチレバーの先端部に微小間隔を有する複数の対向する電極を形成したことを特徴とする。
【００１２】
〔２〕上記〔１〕記載の複数の電極を有するカンチレバーにおいて、前記複数の対向する電極が一対からなる２探針となり、試料表面の観測とともに、この試料表面の電気的特性を測定することを特徴とする。
【００１３】
〔３〕上記〔１〕記載の複数の電極を有するカンチレバーにおいて、前記複数の対向する電極が二対からなる４探針となり、試料表面の観測とともに、この試料表面の電気的特性を測定することを特徴とする。
【００１４】
〔４〕上記〔１〕記載の複数の電極を有するカンチレバーにおいて、前記カンチレバーの先端部にスリットが形成されて分割され、個別に可動可能な電極を具備することを特徴とする。
【００１５】
〔５〕複数の電極を有するカンチレバーの製造方法において、探針を形成するためのカンチレバーを用意し、前記カンチレバー上に酸またはアルカリに対して容易に溶ける第１の層を形成し、前記第１の層上にホトレジストを形成してホトリソエッチングによりストライプを形成し、前記ストライプを形成した上に電子線励起堆積法によりアモルファス・カーボンを堆積させ、ブリッジを形成し、前記アモルファス・カーボンをマスクとして前記第１の層の一部を除去し、エアーギャップを有する対向電極が形成されるカンチレバーを作製することを特徴とする。
【００１６】
〔６〕複数の電極を有するカンチレバーの製造方法において、探針を形成するためのカンチレバーを用意し、前記カンチレバー上に酸またはアルカリに対して容易に溶ける第１の層を形成し、前記第１の層上にホトレジストを形成して電子線露光を用いてホトレジストを露光し、このホトレジストによるストライプを形成し、前記ストライプをマスクとして前記第１の層を除去し、金属電極を蒸着し、エアーギャップを有する対向電極が形成されるカンチレバーを作製することを特徴とする。
【００１７】
〔７〕複数の電極を有するカンチレバーの製造方法において、探針を形成するカンチレバーを用意し、前記カンチレバー上に酸またはアルカリに対して容易に溶ける第１の層を形成し、前記第１の層上にホトレジストを塗布し、ホトリソエッチングによりホトレジストを露光し、ストライプを形成し、前記ストライプをマスクとして前記第１の層を除去し、金属蒸着とリフトオフを行い、金属層を形成し、ギャップを形成する位置に、原子間力顕微鏡を用いた陽極酸化加工を用いて金属電極を酸化して、この金属酸化物の絶縁体を挟んだギャップを有する対向電極が形成されるカンチレバーを作製することを特徴とする。
【００１８】
〔８〕上記〔７〕記載の複数の電極を有するカンチレバーの製造方法において、さらに、前記ギャップを形成する位置に、集束イオンビームによるエッチング加工を施し、カンチレバーの一部を除去し、切れ込み部を設けることにより対向電極が形成されることを特徴とする。
【００１９】
〔９〕上記〔５〕、〔６〕、〔７〕又は〔８〕記載の複数の電極を有するカンチレバーの製造方法において、前記ギャップがナノメートルオーダーに形成されることを特徴とする。
【００２０】
すなわち、本発明によれば、
▲１▼ナノ領域の半導体・金属等の電気物性の測定ができる。
【００２１】
▲２▼ナノ・オーダーの分解能での半導体キャリア濃度評価ができる。
【００２２】
▲３▼ナノ領域のキャリア寿命の測定による、多結晶半導体の粒界評価ができる。
【００２３】
▲４▼磁性ティップを用いた、半導体へのスピン・インジェクションに対する基礎実験ツールとなる。
【００２４】
▲５▼マイクロ波を介したナノ領域の誘電物性の測定ができる。
【００２５】
▲６▼ダブルティップは、間隔がナノスケールのピンセットと考えることができ、ＤＮＡ等の操作が可能となる。
【００２６】
▲７▼ダブルティップのナノピンセットで分子を挟み、電気的特性を与えることができる。
【００２７】
このように物質の電気的特性は、物性評価のうち最も基本的なものであるため、その応用範囲は極めて広い。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を参照しながら説明する。
【００２９】
図１は本発明の第１実施例を示す一対の電極（２探針）を有するカンチレバーの探針の製造工程図であり、ここでは、カンチレバーの探針の先端部の電極の形成部の各平面図（ｄ−２）〜（ｇ−２）を右側に対応させて示している。
【００３０】
（１）まず、図１（ａ）に示すように、探針を形成するカンチレバー１を用意する。
【００３１】
（２）次に、図１（ｂ）に示すように、そのカンチレバー１上に酸またはアルカリに対して容易に溶ける第１の層（例えば、酸化亜鉛、ゲルマニウムなど）２を形成する。
【００３２】
（３）次に、図１（ｃ）に示すように、第１の層２上にホトレジスト３を塗布する。
【００３３】
（４）次に、図１（ｄ）に示すように通常の光学露光（ホトリソエッチング）を用いてホトレジスト３を露光し、ストライプ３Ａを形成する。
【００３４】
（５）次に、図１（ｅ）に示すように、ストライプ３Ａを形成した上に電子線励起堆積法によりアモルファス・カーボン（ａ−Ｃ）４を堆積させ、ブリッジを形成する。
【００３５】
（６）次に、図１（ｆ）に示すように、酸またはアルカリにより第１の層２の一部を除去する。なお、３Ａ′は第１の層２がエッチングされたストライプである。
【００３６】
（７）次に、アモルファス・カーボン（ａ−Ｃ）４をマスクとして電極となる金属膜を蒸着する。その際には第１の層２で高さを稼ぐようにしているので、蒸着される金属膜はアモルファス・カーボン（ａ−Ｃ）４には接触しないように形成することができ、第１の層２以上の膜のリフトオフ時には何ら問題は生じることはない。
【００３７】
したがって、図１（ｇ）に示すように、エアーギャップ６を有するエアーギャップ構造の一対の電極（２探針）５をカンチレバー（ＡＦＭカンチレバー）１上に実現することができる。
【００３８】
このようにして製造されたＡＦＭカンチレバー１の先端部に一対の電極（２探針）５を形成した平面図を図２に示す。
【００３９】
次に、本発明の第２実施例（第１実施例の変形例）について説明する。
【００４０】
図３は本発明の第２実施例（第１実施例の変形例）１対の電極を有するカンチレバーの探針の製造工程図であり、ここではカンチレバーの探針の先端部の電極の形成部の各平面図（ｄ−２）〜（ｆ−２）を右側に対応させている。
【００４１】
（１）まず、図３（ａ）に示すように、探針を形成するカンチレバー１１を用意する。
【００４２】
（２）次に、図３（ｂ）に示すように、そのカンチレバー１１上に酸またはアルカリに対して容易に溶ける第１の層１２を形成する。
【００４３】
（３）次に、図３（ｃ）に示すように、第１の層１２上にホトレジスト１３を塗布する。
【００４４】
（４）次いで、ここでは、上記（１）〜（３）の断面方向は９０度異なるが、図３（ｄ）に示すように、電子線露光を用いて、ホトレジスト１３を露光し、ホトレジスト１３によるブリッジを有するストライプ１３Ａを形成する。
【００４５】
（５）次に、図３（ｅ）に示すように、酸またはアルカリにより第１の層１２を除去する。
【００４６】
（６）次いで、図３（ｆ）に示すように、金属電極１４を蒸着し、エアーギャップ１５を形成する。
【００４７】
このようにして製造される、ＡＦＭカンチレバー１１の先端部にギャップ１５を有する一対の電極（２探針）１４を形成した平面図を図４に示す。
【００４８】
次に、本発明の第３実施例について説明する。
【００４９】
この実施例ではエアーギャップに比べ電極間の絶縁耐性を向上させた、絶縁体を挟んだギャップを有するカンチレバーの構成例を示す。
【００５０】
図５は本発明の第３実施例の１対の電極を有するカンチレバーの探針の製造工程図であり、ここではカンチレバーの探針の先端部の電極の形成部の各平面図（ｄ−２）〜（ｇ−２）を右側に対応させている。
【００５１】
（１）まず、図５（ａ）に示すように、探針を形成するカンチレバー２１を用意する。
【００５２】
（２）次に、図５（ｂ）に示すように、そのカンチレバー２１上に酸またはアルカリに対して容易に溶ける第１の層２２を形成する。
【００５３】
（３）次に、図５（ｃ）に示すように、第１の層２２上にホトレジスト２３を塗布する。
【００５４】
（４）次に、図５（ｄ）に示すように、ホトリソエッチングによりホトレジスト２３を露光し、ストライプ２３Ａを形成する。
【００５５】
（５）次に、図５（ｅ）に示すように、酸またはアルカリにより第１の層２２を除去する。なお、２２′は第１の層２２により形成されるストライプである。
【００５６】
（６）次いで、上記までの断面とは９０度方向が異なるが、図５（ｆ）に示すように、金属蒸着とリフトオフを行い、金属層（電極）２４を形成する。
【００５７】
（７）次に、図５（ｇ）に示すように、ギャップを構成する位置に、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いた陽極酸化加工を用いて金属電極２４を酸化して、ギャップ位置を金属酸化物２５で埋める。
【００５８】
なお、第１の層２２は、金属ストライプを良好に作製するためのものであり、必要に応じて適宜省くことができる。
【００５９】
このようにして製造されたＡＦＭカンチレバー２１の先端部の平面図を図６に示す。
【００６０】
この実施例によれば、図６に示すように、金属酸化物２５の絶縁体を挟んだギャップ構造を有する電極（２探針）２４がＡＦＭカンチレバー２１上に実現できる。
【００６１】
次に、本発明の第４実施例について説明する。
【００６２】
図７は本発明の第４実施例を示すカンチレバーの要部工程図である。
【００６３】
この実施例では、分子等をマニピュレートするための、先端に空隙を有する２電極構造を有するカンチレバーの構成例を示す。但し、カンチレバーとして一つの振動数を保持するために、電極部を空隙により完全には分離しない。
【００６４】
（１）まず、図７（ａ）に示すように、探針を形成するカンチレバー３１を用意する（ステップＳ３１）。
【００６５】
（２）次に、図７（ｂ）に示すように、そのカンチレバー３１上に酸またはアルカリに対して容易に溶ける第１の層３２を形成する（ステップＳ３２）。
【００６６】
（３）次に、図７（ｃ）に示すように、第１の層３２上にホトレジスト３３を塗布する（ステップＳ３３）。
【００６７】
（４）次に、図７（ｄ）に示すように、ホトリソエッチングによりホトレジスト３３を露光し、ストライプ３３Ａを形成する（ステップＳ３４）。
【００６８】
（５）次に、図７（ｅ）に示すように、酸またはアルカリにより第１の層３２を除去する（ステップＳ３５）。
【００６９】
（６）次に、上記までの断面とは方向が９０度異なるが、図７（ｆ）に示すように、金属蒸着とリフトオフを行い、金属層３４を形成する（ステップＳ３６）。
【００７０】
（７）次いで、図７（ｇ）に示すように、カンチレバーの先端部を集束イオンビームによるエッチング加工（カンチレバーの一部を除去）して、スリット（切れ込み部）３５を形成する（ステップＳ３７）。
【００７１】
（８）そこで、そのカンチレバーの先端部を裏返して立体的に見ると、図７（ｈ）に示すように、先端にはスリット３５を有するとともに、下方に複数の電極を有する尖った突起部３６を形成することができる。
【００７２】
なお、第１の層３２は、金属ストライプを良好に作製するためのものであり、必要に応じて適宜省くことができる。
【００７３】
以下、本発明の一対の電極（２探針）を有するカンチレバーによる試料の測定例について説明する。
【００７４】
図８は本発明の一対の電極（２探針）を有するカンチレバーによる試料の電流−電圧の測定の模式図である。
【００７５】
この図において、４１は試料、４１Ａはその試料表面、４２はカンチレバーの先端、４３，４４は一対の電極であり、断面を示している。なお、４５は交流又は直流電源、４６は電流計、４７は電圧計である。
【００７６】
このように、試料表面４１Ａに２探針の電極４３，４４をセットして、交流又は直流電源４５から電力を供給し、電流計４６により電流を、電圧計４７により電圧を測定することにより、試料表面４１Ａの電気的特性を容易に測定することができる。
【００７７】
図９は本発明の二対の電極（４探針）を有するカンチレバーによる試料の電流−電圧の測定の模式図、図１０はその二対の電極（４探針）と試料の説明のための模式図である。
【００７８】
これらの図において、５１は試料、５１Ａはその試料表面、５２はカンチレバーの先端、５３，５４；５５，５６は二対の電極（４探針）である。なお、５７は電流源、５８は電流計、５９は電圧計である。
【００７９】
このように４探針構造とすることにより、より精密な試料の電気的特性の測定を行うことができる。
【００８０】
図１１は本発明の実施例を示す複数のリードを有するカンチレバーをＳＰＭシステム（その１）に適用した模式図である。
【００８１】
この図において、６１は半導体試料、６２はカンチレバーの先端、６３，６４は一対の電極、６５はパルス電源、６６は電流計である。
【００８２】
この実施例では一対の電極（２探針）６３，６４を有するカンチレバー先端６２において、一対の電極６３と試料６１間にバイアス電圧としてのパルス電圧をパルス電源６５より加え、一対の電極６３，６４間の電流を電流計６６により測定することにより、キャリア（電子）の寿命を測定することができる。
【００８３】
図１２は本発明の実施例を示す複数のリードを有するカンチレバーをＳＰＭシステム（その２）に適用した平面模式図である。
【００８４】
この図において、７１はカンチレバー先端、７２，７３；７４，７５は二対の電極（４探針）、７６は電流源、７７は電流計、７８は電圧計である。
【００８５】
この実施例では、二対の電極（４探針）７２，７３；７４，７５を有するカンチレバーにおいて、ホール効果によりキャリア濃度を測定することができる。
【００８６】
ここでは、カンチレバー自体が強磁性体であるように構成する。
【００８７】
本発明は、以下のような実施形態を有する。
【００８８】
本発明のカンチレバーは、一つの片持ち梁において、独立した複数の電極を形成することができる。
【００８９】
また、複数の探針と外部との接続を可能とする複数の接点を有し、探針と接点がそれぞれ同電位となるように構成することができる。
【００９０】
さらに、スリットにより先端が分割され、電極が個別に動く構造を有しており、そのスリットの幅は可変に構成することができ、可動構造として強誘電体を設けるように構成することもできる。
【００９１】
また、複数の電極のうち、少なくとも１つの電極を用いて試料表面を観察するとともに、複数の探針を強磁性体で構成することができる。
【００９２】
また、カンチレバーの基材部分を、半導体／絶縁体／半導体構造で構成することができる。
【００９３】
また、複数の探針と複数の接点へのリード部を半導体から構成することができる。
【００９４】
また、複数の探針を有するカンチレバー部と空間を隔てて半導体が存在するように構成することができる。
【００９５】
また、その半導体に独立して電圧を印加するように構成することができる。
【００９６】
また、複数の接点を有するカンチレバーと、複数の外部リードとの接続可能とする交換可能なカンチレバー・ホルダーとして構成することができる。
【００９７】
さらに、本発明は複数のリードを有するＳＰＭシステムに適用して、
（ａ）複数の電極により、電圧を測定、若しくは電流−電圧特性を測定することができる。
【００９８】
（ｂ）２つの電極を有するカンチレバーにおいて、１つの電極と試料間にバイアス電圧を加え、２つの電極間の電流を測定することにより、キャリア（電子）寿命を測定することができる。
【００９９】
上記（ｂ）においてバイアス電圧をパルス電圧とすることができる。
【０１００】
（ｃ）４つの電極を有するカンチレバーにおいて、ホール効果によりキャリア濃度を測定することができる。
【０１０１】
上記（ｃ）においてカンチレバー自体が強磁性体であるように構成する。
【０１０２】
また、複数の接点を有するカンチレバーと、複数の外部リードとの接続可能とする交換可能なカンチレバー・ホルダーとして構成する。
【０１０３】
さらに、本発明のカンチレバーはティップ先端に複数の電極構造を有しており、これにより、試料表面の観測と同時に電極間の電流−電圧特性を測定することで、試料の抵抗率、キャリア濃度、誘電特性の評価を可能としている。また、カンチレバー先端にスリットがある場合には、ピンセットとして使用することが可能であり、ＤＮＡなどの分子の操作および電極を用いることにより挟んだ分子の電気的特性評価をも可能にする。
【０１０４】
また、先端部を可動とするために、先端部に焦電素子を設ける。若しくは、カンチレバー全体を焦電素子とすることもできる。
【０１０５】
さらに、本発明のカンチレバーを用いることにより、試料表面の凹凸構造が観察出来ると同時に、電極間の電流−電圧特性を測定することで、試料のナノ領域の電気的特性が評価できる。
【０１０６】
また、本発明のカンチレバーに対して、電極材料を強磁性体とすることで、偏極した電子スピンを試料に注入することができる。
【０１０７】
さらに、本発明のカンチレバーを用いることにより、試料表面の凹凸構造が観察出来る。同時に、片側の電極と試料ステージ間に定常電圧あるいはパルス電圧を印加し、電極間に流れる電流を測定することで、試料のナノ領域のキャリア寿命、キャリアの拡散長が評価できる。
【０１０８】
また、本発明のカンチレバーを用いることにより、ナノ構造の試料を電極間に挟むことが出来ると同時に、電極間の電流−電圧特性を測定することで、試料の電気的特性が評価できる。
【０１０９】
さらに、４端子構造を有するカンチレバーを用いることにより、試料に対して外部から磁場を印加することで、試料表面の凹凸構造が観察できると同時に、試料のナノ領域のキャリア濃度が評価できる。
【０１１０】
また、試料に対して外部から磁場を印加する代わりに、試料ステージを強磁性体材料とする。これにより、外部磁場発生装置を省略することが出来る。
【０１１１】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【０１１２】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
【０１１３】
（Ａ）従来のＡＦＭやＳＰＭ装置に、本発明にかかる複数の電極を有するカンチレバーを用いると、従来からの表面観察と同時に、複数の電極間の試料の電流電圧測定等が行えることから、新たに試料の抵抗率、キャリア濃度、電子寿命、誘電特性などの評価も同時に行うことができる。
【０１１４】
（Ｂ）また、このカンチレバーは半導体、絶縁体、強磁性体等の素材を構成材として保持することで計測器としての機能を向上させることもできる。
【０１１５】
なお、このカンチレバー先端部の構成では、その電極だけが分離している構造の他に、その電極と同時にカンチレバーの一部が複数に分割されている構造とすることも可能である。但し、カンチレバーとしての一つの共振振動数を保持するために、カンチレバーの一部を空隙により完全には分離しない。後者は微小試料を保持するためのピンセットとしての機能をも持たせることが可能であり、使い勝手の良い装置を提供することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す一対の電極を有するカンチレバーの探針の製造工程図である。
【図２】本発明の第１実施例により製造されたＡＦＭカンチレバーの先端部の平面図である。
【図３】本発明の第２実施例（第１実施例の変形例）を示す一対の電極を有するカンチレバーの探針の製造工程図である。
【図４】本発明の第２実施例により製造されたＡＦＭカンチレバーの先端部の平面図である。
【図５】本発明の第３実施例を示す１対の電極を有するカンチレバーの探針の製造工程図である。
【図６】本発明の第３実施例により製造されたＡＦＭカンチレバーの先端部の平面図である。
【図７】本発明の第４実施例を示すカンチレバーの要部工程図である。
【図８】本発明の一対の電極（２探針）を有するカンチレバーによる試料の電流−電圧の測定の模式図である。
【図９】本発明の二対の電極（４探針）を有するカンチレバーによる試料の電流−電圧の測定の模式図である。
【図１０】本発明の二対の電極（４探針）と試料の説明のための模式図である。
【図１１】本発明の実施例を示す複数のリードを有するカンチレバーをＳＰＭシステム（その１）に適用した模式図である。
【図１２】本発明の実施例を示す複数のリードを有するカンチレバーをＳＰＭシステム（その２）に適用した平面模式図である。
【符号の説明】
１，１１，２１，３１　　探針を形成するカンチレバー
２，１２，２２，３２　　第１の層
３，１３，２３，３３　　ホトレジスト
３Ａ，１３Ａ，２３Ａ，３３Ａ　　ストライプ
４　　アモルファス・カーボン（ａ−Ｃ）
５　　一対の電極（２探針）
６　　エアーギャップ
１４　　金属電極
１５　　エアーギャップ
２４，３４　　金属層
２５　　金属酸化物（絶縁体）
３５　　スリット（切れ込み部）
３６　　突起部
４１，５１　　試料
４１Ａ，５１Ａ　　試料表面
４２，５２，６２，７１　　カンチレバーの先端
４３，４４，６３，６４　　一対の電極（２探針）
４５　　交流又は直流電源
４６，５８，６６，７７　　電流計
４７，５９，７８　　電圧計
５３，５４；５５，５６、７２，７３；，７４，７５　二対の電極（４探針）
５７，７６　　電流源
６１　　半導体試料
６５　　パルス電源

Claims

カンチレバーの先端部に微小間隔を有する複数の対向する電極を形成したことを特徴とする複数の電極を有するカンチレバー。
請求項１記載の複数の電極を有するカンチレバーにおいて、前記複数の対向する電極が一対からなる２探針となり、試料表面の観測とともに、該試料表面の電気的特性を測定することを特徴とする複数の電極を有するカンチレバー。
請求項１記載の複数の電極を有するカンチレバーにおいて、前記複数の対向する電極が二対からなる４探針となり、試料表面の観測とともに、該試料表面の電気的特性を測定することを特徴とする複数の電極を有するカンチレバー。
請求項１記載の複数の電極を有するカンチレバーにおいて、前記カンチレバーの先端部にスリットが形成されて分割され、個別に可動可能な電極を具備することを特徴とする複数の電極を有するカンチレバー。
（ａ）探針を形成するためのカンチレバーを用意し、
（ｂ）前記カンチレバー上に酸またはアルカリに対して容易に溶ける第１の層を形成し、
（ｃ）前記第１の層上にホトレジストを形成してホトリソエッチングによりストライプを形成し、
（ｄ）前記ストライプを形成した上に電子線励起堆積法によりアモルファス・カーボンを堆積させ、ブリッジを形成し、
（ｅ）前記アモルファス・カーボンをマスクとして前記第１の層の一部を除去し、
（ｆ）エアーギャップを有する対向電極が形成されるカンチレバーを作製することを特徴とする複数の電極を有するカンチレバーの製造方法。
（ａ）探針を形成するためのカンチレバーを用意し、
（ｂ）前記カンチレバー上に酸またはアルカリに対して容易に溶ける第１の層を形成し、
（ｃ）前記第１の層上にホトレジストを形成して電子線露光を用いてホトレジストを露光し、該ホトレジストによるストライプを形成し、
（ｄ）前記ストライプをマスクとして前記第１の層を除去し、
（ｅ）金属電極を蒸着し、
（ｆ）エアーギャップを有する対向電極が形成されるカンチレバーを作製することを特徴とする複数の電極を有するカンチレバーの製造方法。
（ａ）探針を形成するカンチレバーを用意し、
（ｂ）前記カンチレバー上に酸またはアルカリに対して容易に溶ける第１の層を形成し、
（ｃ）前記第１の層上にホトレジストを塗布し、ホトリソエッチングによりホトレジストを露光し、ストライプを形成し、
（ｄ）前記ストライプをマスクとして前記第１の層を除去し、
（ｅ）金属蒸着とリフトオフを行い、金属層を形成し、
（ｆ）ギャップを形成する位置に、原子間力顕微鏡を用いた陽極酸化加工を用いて金属電極を酸化して、該金属酸化物の絶縁体を挟んだギャップを有する対向電極が形成されるカンチレバーを作製することを特徴とする複数の電極を有するカンチレバーの製造方法。
請求項７記載の複数の電極を有するカンチレバーの製造方法において、さらに、前記ギャップを形成する位置に、集束イオンビームによるエッチング加工を施し、カンチレバーの一部を除去し、切れ込み部を設けることにより対向電極が形成されることを特徴とする複数の電極を有するカンチレバーの製造方法。
請求項５、６、７又は８記載の複数の電極を有するカンチレバーの製造方法において、前記ギャップがナノメートルオーダーに形成されることを特徴とする複数の電極を有するカンチレバーの製造方法。